Обновления хранилищ обычно бывают двух типов. Первый — это незаметное улучшение, когда производитель устанавливает новый процессор, заявляет о нескольких процентных пунктах повышения производительности и поставляет тот же корпус с другой наклейкой. Второй — это смена поколений, когда корпус, диски, межсоединения, архитектура кэша и плоскость управления меняются одновременно. Dell PowerStore Gen 3, выпущенный под брендом PowerStore Elite, относится ко второму типу, и это даже близко не сравнится с первым. Изменилась каждая основная подсистема платформы, и большинство изменений существенно переопределяют представление о том, как должен выглядеть унифицированный массив в 2026 году.
Dell PowerStore Gen3 в полностью укомплектованном состоянии с лицевой панелью.
Мы следим за PowerStore с самого начала. На наш взгляд, это самый значимый релиз с момента первоначального запуска в 2020 году и, пожалуй, самая масштабная перестройка платформы хранения данных, которую когда-либо осуществлял крупный поставщик за последние годы. Dell не просто усовершенствовала второе поколение. Они перестроили платформу с нуля, сделали ставки на форм-факторы и архитектурные решения, на которые большинство в отрасли еще не решились, и разработали результат с расчетом на десятилетний срок службы и многократными обновлениями контроллера на месте. Чтобы ознакомиться с этими новыми моделями, Dell пригласила нас в Хопкинтон, штат Массачусетс.
Плотность хранения данных — ключевое преимущество нового Dell PowerStore, и Dell в этом плане не разочаровывает. Платформа поддерживает до 40 NVMe-накопителей E3.S в корпусе форм-фактора 3U, с запланированной поддержкой накопителей E3.L, при этом каждый отсек остается доступным для пользователя, а не резервируется для кэширующих SSD-накопителей. Dell также значительно модернизировала базовую аппаратную платформу, перейдя на процессоры Intel следующего поколения, а также на память DDR5, сквозное подключение PCIe Gen5 и модули OCP 3.0, которые заменяют устаревшую конструкцию SLIC, разработанную специально для Dell.
Возможности подключения между контроллерами сегодня масштабируются до 200GbE RDMA, а в будущем появится возможность повышения скорости за счет обновления карт ввода-вывода. Что касается программного обеспечения, PowerStoreOS 5.0 представляет новые функции: интеллектуальный автономный путь передачи данных и структурированные метаданные для оптимизации производительности и отказоустойчивости для высокопроизводительной флэш-памяти QLC, телеметрию на уровне ввода-вывода для подготовки к будущему встроенному обнаружению программ-вымогателей, а также динамическое распределение ресурсов между блочными и файловыми службами. Все устройства PowerStore теперь объединены «из коробки», обеспечивая расширенную поддержку масштабирования файлов и блоков, а также бесперебойную передачу данных между кластерами.
Компания Dell также добавила невыровненную дедупликацию и улучшенную разгрузку сжатия, что стало ключевым фактором в решении компании увеличить гарантированное сокращение объема данных с 5:1 в предыдущих поколениях до 6:1 на новой платформе.
Внутренний контроллер Dell PowerStore Gen3 с кожухом вентилятора.
Однако изменения в аппаратном обеспечении и обновления программного обеспечения не дают полной картины. Архитектурные решения, принятые Dell, имеют важное значение, поскольку от них зависит, выдержит ли платформа испытание временем в течение следующего десятилетия или устареет через несколько лет. Переход на накопители E3.S/L, более крупный корпус, использование программно-определяемой постоянной памяти, беспроводное соединение между платами и отделение межсоединений от поколений процессоров — все это решения, ориентированные на будущее, а не на будущее. Взятые вместе, они делают корпус Gen 3 надежной основой для многопоколенной стратегии обновления, которую Dell предлагает в рамках программы Lifecycle Extension.
В семействе появились три новые модели устройств. PowerStore 1500 — это однопроцессорная платформа с 24 отсеками для дисков на момент запуска и межсетевой коммутацией 100 GbE RDMA. Модели 5500 и 9500 — двухпроцессорные на том же шасси 3U, с 40 отсеками для дисков и межсетевой коммутацией 200 GbE RDMA; 9500 предлагает вдвое больший объем памяти и большее количество ядер, чем 5500. В будущем обновление с заменой контроллера позволит масштабировать 1500 до 40 дисков и 200 GbE RDMA. Все три работают под управлением одного и того же образа PowerStoreOS 5.0, используют одну и ту же архитектуру ввода-вывода OCP 3.0 и поддерживают носители TLC или QLC в одной и той же модели без снижения производительности при переходе на QLC. Это устраняет необходимость выбора между отдельными уровнями моделей для разных сценариев использования или требований к производительности.
Платформы второго поколения остаются доступными, и у существующих клиентов PowerStore есть четкий путь развития благодаря интеллектуальной кластеризации. Устройства первого, второго и третьего поколений могут сосуществовать в одном кластере с бесперебойной мобильностью рабочих нагрузок, что является оптимальным решением для пользователей, которые не хотят менять платформы каждые несколько лет.
Технические характеристики Dell PowerStore Gen3
Все три модели третьего поколения имеют двух узловой корпус форм-фактора 3U, одинаковую архитектуру ввода-вывода OCP 3.0 и унифицированную операционную систему PowerStoreOS, которая поддерживает масштабируемую блочную или файловую обработку данных «из коробки». Они различаются количеством процессорных разъемов, объемом оперативной памяти, количеством накопителей и пропускной способностью между узлами.
| Параметр | PowerStore 1500 | PowerStore 5500 | PowerStore 9500 |
|---|---|---|---|
| Обзор | |||
| Точность позиционирования | середине | Средний/высокий ценовой сегмент | Флагманский высококлассный |
| Шасси | 3U, двух узловой | ||
| Вычисления и память | |||
| платформа ЦП | Intel односокетный | двухсокетный Intel | двухсокетный Intel |
| ЦП на устройство | 2×24-ядерный процессор @ 1.9 ГГц | 4×24-ядерный процессор @ 1.8 ГГц | 4×32-ядерный процессор @ 2.2 ГГц |
| Память на каждое устройство | 512 ГБ (16 × 32 ГБ) | 1,024 ГБ (32 × 32 ГБ) | 2,048 ГБ (64 × 32 ГБ) |
| Память | |||
| Приводы на одно базовое устройство | До 24 EDSFF | До 40 EDSFF | До 40 EDSFF |
| Количество дисков на одно расширение (после RTS) | 44 ЭДСФФ | ||
| Поддержка дисков | TLC: 3.84/7.68/15.36 ТБ · QLC: 30.72 ТБ | ||
| Минимальная конфигурация привода | TLC 6× 3.84 ТБ · QLC 7× 30.72 ТБ | TLC 6× 3.84 ТБ · QLC 11× 30.72 ТБ | TLC 6× 3.84 ТБ · QLC 11× 30.72 ТБ |
| Максимальная базовая вместимость | ~737 ТБ (24 × 30.72 ТБ) | ~1.2 ПБ (40 × 30.72 ТБ) | ~1.2 ПБ (40 × 30.72 ТБ) |
| Ввод/вывод и сети | |||
| Линейные карты OCP 3.0 на каждый узел | 3 (+1 зарезервировано) | 5 (+1 зарезервировано) | 5 (+1 зарезервировано) |
| Межузловое соединение | 100 Гбит/с RDMA | 200 Гбит/с RDMA | 200 Гбит/с RDMA |
Dell PowerStore Gen 2 против Gen 3
Каждая основная аппаратная подсистема в устройствах PowerStore третьего поколения претерпела как минимум одно поколение усовершенствования. Наиболее существенными изменениями для планирования емкости являются шасси форм-фактора 3U, отсеки для дисков E3.S и переход от двух портов 10 Гбит/с Ethernet к портам до 200 Гбит/с Ethernet в межсетевом интерфейсе.
Dell PowerStore Gen3 в полностью заполненном состоянии (вид спереди)
Базовый корпус форм-фактора 3U имеет 40 слотов для накопителей в моделях 5500 и 9500. Модель 1500 поставляется с 24 занятыми отсеками и еще 16 отсеками, которые можно разблокировать в будущем с помощью обновления Data-In-Place. Это означает 13.3 накопителя на единицу стойки, по сравнению с 10.5 в Gen 2, или примерно на 40% больше накопителей на единицу стойки в базовом устройстве и на 83% большую плотность на дополнительной полке расширения на 44 накопителя после обновления RTS. Сами накопители — это стандартные твердотельные накопители NVMe E3.S 1T от разных производителей, без использования фирменных носителей, что снижает зависимость от ограничений цепочки поставок или от одного поставщика. Доступны варианты емкости 3.84 ТБ, 7.68 ТБ и 15.36 ТБ в формате TLC, а также 30.72 ТБ в формате QLC. Один и тот же набор опций поддерживается всеми тремя моделями (1500, 5500 и 9500) без ущерба для производительности в зависимости от типа носителя.
Твердотельный накопитель Dell PowerStore Gen3 30 ТБ
Выбор между TLC и QLC сводится к цене за ГБ и плотности, а не к уровню производительности. Минимальные конфигурации накопителей немного различаются в зависимости от модели: TLC начинается с 6×3.84 ТБ во всей линейке, в то время как QLC начинается с 7×30.72 ТБ в модели 1500 и 11×30.72 ТБ в моделях 5500 и 9500. Все накопители имеют сертификаты SED или FIPS, а платформа поддерживает конфигурации +1 и +2 Data Resiliency Engine (DRE). Улучшаются и тепловые характеристики: Dell заявляет о примерно на 50% меньших потребностях в охлаждении по сравнению с аналогичным 2.5-дюймовым накопителем, чему способствует геометрия воздушного потока EDSFF. Все 40 отсеков также доступны для адресации пользователем, поскольку кэш теперь обрабатывается с помощью программно-определяемой постоянной памяти (SPS), а не накопителями NVRAM, которые занимают передние отсеки, как во втором поколении.
| PowerStore Gen 2 | PowerStore Elite (3-го поколения) | |
|---|---|---|
| Шасси и платформа | ||
| Базовое шасси | 2U, 2-узловой | 3U, 2-узловой |
| Шина ввода/вывода | PCIe поколения 3 | PCIe поколения 5 |
| Память | DDR4 | DDR5 |
| Память | ||
| Форм-фактор накопителя | До 25 2.5-дюймовых U.2 NVMe-накопителей (двухпортовые) | До 40× E3.S/L 1T NVMe (двухпортовый) |
| Расширительная полка | До 24 2.5-дюймовых U.2 NVMe-накопителей | До 44× E3.S/L NVMe (после RTS) |
| Стратегия кэширования | Накопители NVRAM U.2 | Кэширование в локальную флэш-память (SDPM) |
| Ввод/вывод и сети | ||
| Слоты ввода / вывода | 3× SLIC / OCP 2.0 (PCIe Gen 3 x16) | До 5× OCP 3.0 (PCIe Gen 4/5 x16) |
| Межузловое соединение | 2× 10 Гбит/с, RDMA | До 200 GbE, RDMA (готовность к 400 GbE) |
| Управление и власть | ||
| Внеполосное управление (BMC) | EMC GEM | iDRAC (версия для хранения данных) |
| Мощность | Блоки питания EMC / блоки питания собственной разработки | Блоки питания PowerEdge BBU / PSU |
Внутри аппаратной платформы PowerStore Gen 3
Если сравнить переднюю панель нового блока PowerStore Gen 3 в форм-факторе 3U с предыдущей моделью Gen 2, то обновленный дизайн сохраняет внешний вид и функциональность серверов PowerEdge 17-го поколения, которые мы ранее рассматривали. Он поставляется в новом сером цвете Dell с соответствующей сотовой рамкой, которая стала визитной карточкой всей текущей линейки корпоративного оборудования компании.
Dell PowerStore Gen3 с частично извлеченным жестким диском.
Вычисления и память
В вычислительной части система работает на процессорах Intel, с TDP на каждый процессор от 165 Вт до 270 Вт и до 32 ядер на процессор в модели 9500. Dell заявляет об увеличении количества ядер на узле до 50%. Память полностью перешла на DDR5: модель 9500 поставляется с 2 ТБ на устройство (64 модуля DIMM по 32 ГБ), 5500 — с 1 ТБ, а 1500 — с 512 ГБ. Переход Dell на DDR5 также значительно увеличивает пропускную способность памяти, обеспечивая в 2 раза большую пропускную способность, чем предыдущие поколения DDR4.
Кулер контроллера Dell PowerStore Gen3 1500 для процессора
Внутренняя архитектура использует PCIe Gen 5, обеспечивая в четыре раза большую пропускную способность на линию по сравнению с архитектурой Gen 3, используемой в PowerStore Gen 2. Основное отличие всей линейки заключается в компоновке сокетов: модель 1500 имеет один сокет, а 5500 и 9500 — два, при этом все они работают на одном и том же шасси и используют один и тот же образ программного обеспечения PowerStore OS, а количество ядер и объем памяти являются определяющими факторами при выборе оптимального размера.
Охлаждение шасси
Система охлаждения процессора 9500, изображенного ниже, впечатляет своей конструкцией. Два процессорных кулера на одном контроллере соединены тепловыми трубками и образуют широкий, слитый радиатор, что является разумным решением, учитывая, сколько тепла должен рассеивать двухсокетный контроллер. В основе системы охлаждения лежит более раннее конструктивное решение: корпус 3U. Каждый контроллер теперь имеет высоту 1.5U, что обеспечивает более длинный путь для циркуляции воздуха, чем в 1U-корпусе. Это дает каждой модели достаточный запас охлаждения на протяжении всего срока службы платформы. В модели 1500 используется более традиционный процессорный кулер, но сохраняются все преимущества воздушного потока моделей 5500 и 9500. Независимо от модели, охлаждение всей линейки обеспечивается шестью вентиляторами на каждый контроллер, что в сумме дает 12 вентиляторов, которые поддерживают накопители и остальную часть устройства в пределах заданных температурных параметров.
Контроллер Dell PowerStore Gen3 9500 открыт.
Сеть и хранение
По сравнению с предыдущими поколениями, новые модели переходят к модульной, стандартизированной плоскости ввода-вывода, построенной на слотах OCP 3.0 по всему семейству, с возможностью установки до 5 слотов на узел в моделях 5500 и 9500 (+1 зарезервирован для расширения) и 3 слотов на узел в модели 1500 (+1 зарезервирован). Модули поддерживают горячую замену без использования инструментов и заменяют фирменный носитель SLIC, используемый во втором поколении. Не менее важно и то, что в новых моделях используется PCIe Gen 5, что существенно увеличивает пропускную способность каждой карты и значительно расширяет возможности сети. На момент запуска доступны следующие варианты карт: 4× 32/64 Гбит FC, 4× 1/10 Гбит E, 4× 10/25 Гбит E и 2× 100 Гбит E, а в будущем планируется выпуск карт 200/400 Гбит E Ethernet и 128 Гбит FC. Компания Dell также усиливает сетевую безопасность, поскольку все карты Fibre Channel будут поддерживать EDIF (зашифрованные данные при передаче) в рамках предстоящего обновления программного обеспечения, не прерывающего работу системы. В результате количество сетевых портов на одно устройство увеличится до 40, что вдвое больше, чем у предыдущего поколения, и примерно на 11% по сравнению с конфигурацией контроллера второго поколения.
На задней панели модели 9500 расположены карты OCP Gen 2 и Gen 3 с быстросъемной защелкой для извлечения.
Также была переосмыслена компоновка контроллеров. Во втором поколении верхний контроллер был перевернут относительно нижнего, что затрудняло обслуживание и увеличивало риск извлечения не того контроллера или захвата не того компонента при горячей замене. В третьем поколении оба контроллера ориентированы одинаково, и любой из них можно извлечь с помощью двух ручек и рычагов по бокам корпуса, выдвинув его в виде единого лотка высотой 1.5U. Изменение кажется незначительным на бумаге, но имеет важное значение для удобства обслуживания, особенно в стойках, где доступ сверху ограничен или где технический специалист работает в условиях повышенной нагрузки.
Задний вид Dell PowerStore Gen3 9500 с кабелями FC и Ethernet.
В новых серверах PowerStore Elite важную роль играет технология PCIe, заимствующая элементы дизайна у серверов PowerEdge текущего поколения. Когда Dell начала предлагать поддержку Gen5 E3.S на таких платформах, как PowerEdge R770 или PowerEdge R7725, было решено отказаться от использования коммутаторов PCIe на объединительной плате дисков. Более старые модели, такие как PowerEdge R760 с объединительной платой на 24 диска, использовали коммутатор PCIe для активации всех линий дисков, что увеличивало сложность и стоимость, а также снижало производительность дисков. В моделях, использующих E3.S, конфигурации с количеством SSD до 16 выделяли 4 линии PCIe на каждый диск, а конфигурации с количеством отсеков до 40 — 2 линии PCIe на каждый диск. Dell применяет ту же философию к новым моделям PowerStore Gen 3, где каждый контроллер использует всего 2 линии PCIe для связи с каждым двухпортовым SSD E3.S. Оставшиеся линии PCIe Gen5 затем используются для межсетевого взаимодействия и подключения задней панели ввода-вывода. Практически все линии PCIe внутри корпуса используются, вплоть до оставшихся линий PCIe Gen4, идущих от чипсета ЦП, которые питают слоты OCP, не требующие высокой пропускной способности.
Межузловое соединение
Межсетевая инфраструктура — один из самых значительных шагов вперед по сравнению со вторым поколением. В моделях 5500 и 9500 используется до 200 Гбит/с RDMA между контроллерами (в модели 1500 — 100 Гбит/с RDMA), по сравнению с всего лишь двумя × 10 Гбит/с в моделях второго поколения. Эти соединения представляют собой беспроводные, проложенные по объединительной плате соединения типа «точка-точка», предназначенные для приема данных. На изображении ниже показан один из внутренних модулей межсоединения 200 Гбит/с в модели 9500.
Плата фронтального подключения Dell PowerStore Gen3 9500
Важно отметить, что новый уровень межсоединений не зависит от процессора и не связан с поколениями процессоров и производителями, что позволяет шасси принимать обновления до будущих платформ ЦП на протяжении всего жизненного цикла устройства без воздействия на накопители или перепроектирования архитектуры.
Плата межсоединений контроллера 200 GbE RDMA удалена.
Кэш и постоянная память
В PowerStore Gen 2 для кэширования записи используются фронтальные накопители U.2 NVRAM, что уменьшает емкость хранилища на 4 слота. В Gen 3 вместо этого используется программно-определяемая постоянная память (SDPM): стандартная DDR5 DRAM представляется ОС как совместимый с ACPI NVDIMM-N, и при отключении питания обработчик SMI BIOS переводит энергозависимое состояние на твердотельный накопитель M.2, поддерживаемый резервной подсистемой батарей. Каждый массив PowerStore Gen 3 обеспечивает значительное питание от литиевых батарей. В моделях 5500 и 9500 каждый контроллер имеет две батареи емкостью 54 Вт·ч (всего 216 Вт·ч на шасси), а в модели 1500 — по одной батарее на контроллер (всего 108 Вт·ч на шасси).
На изображении ниже показан контроллер PowerStore 9500 с загрузочным M.2-накопителем и двумя аккумуляторными батареями, которые обеспечивают питание системы на достаточно долгое время для записи состояния на диск в случае отключения электроэнергии.
Аккумуляторные батареи Dell PowerStore Gen3
На PowerStore 1500 мы видим однорозеточную компоновку и соответствующий ей аккумуляторный блок. Используется та же архитектура SDPM, только подходящего размера для более компактного контроллера.
Внутренний контроллер Dell PowerStore Gen3 1500 (вид сверху)
Энергетика и управление
Системы питания и управления были перенесены на стандартные серверные компоненты Dell. BMC заменен устаревшим контроллером EMC GEM на оптимизированный для хранения данных iDRAC, что приводит PowerStore в соответствие с остальным портфелем серверов Dell с точки зрения удобства обслуживания. Блоки питания и резервные батареи теперь являются стандартными компонентами PowerEdge, а не специализированным оборудованием EMC, что должно обеспечить лучшую поддержку, меньшее время простоя и более широкий ассортимент. Подсистема резервного питания охватывает процессоры, модули DIMM, накопители, вентиляторы и сам iDRAC, обеспечивая их питание достаточно долго для вывода энергозависимого состояния на диск при отключении питания.
Вентилятор охлаждения Dell PowerStore Gen3
Производительность PowerStore Gen 3
Компания Dell поделилась предварительными данными, сравнивающими третье и второе поколения. Эти данные носят ориентировочный характер, но они соответствуют тому, что можно было бы ожидать от аппаратного улучшения, учитывая переход на новейшие архитектуры Intel x86, DDR5, PCIe Gen 5 и 200-гигабитную RDMA-сеть между контроллерами. По сравнению с предыдущим поколением, Dell прогнозирует до 3-кратного увеличения количества операций ввода-вывода в секунду (IOPS) при смешанных нагрузках 8K, до 3-кратного увеличения пропускной способности при последовательном чтении 1 МБ и до 3-кратного увеличения пропускной способности при последовательной записи 1 МБ, а также существенное улучшение задержки как при чтении, так и при записи. Для независимого сравнения компания Principled Technologies протестировала 9500 на сопоставимом конкуренте, использующем только NVMe-накопители (не упомянутом в отчете), используя Vdbench. При корпоративной OLTP-нагрузке с аналитикой 9500 показал 2 3 IOPS, по сравнению с 834,558 357,427 у конкурента, что составляет преимущество в 2.33 раза.
Ситуация с задержкой остается той же. При целевой нагрузке в 310 000 операций ввода-вывода в секунду для смешанной базы данных с небольшими блоками, 9500 показал время задержки 0.44 мс, в то время как у конкурента — 1.22 мс, что составляет примерно 64% снижения.
Эффективность обработки данных завершает сравнение и является наиболее важным фактором по мере роста цен на NAND-память. На наборе данных, созданном для сжатия 2:1 и дедупликации 2.5:1 с использованием блока дедупликации размером 8 КБ, 9500 показал общее снижение объема в 6.6:1. Конкурент показал результат 2.76:1 на тех же данных.
Заключение
PowerStore Gen 3 — это самый значительный релиз с момента дебюта платформы в 2020 году, и это своего рода обновление поколений, которое заставит остальную часть рынка корпоративных систем хранения данных отреагировать. Dell переработала шасси и модернизировала форм-фактор накопителей, архитектуру кэширования, межсетевую инфраструктуру, плоскость ввода-вывода и стек управления одним масштабным шагом. Каждое из этих решений ориентировано на будущее, что делает историю продления жизненного цикла на десять лет правдоподобной, а не просто амбициозной.
Dell PowerStore Gen3 9500, вид спереди
Преимущества в дизайне легко перечислить. Сорок отсеков E3.S в форм-факторе 3U без использования кэша. 200-гигабитная объединительная плата RDMA, независимая от процессора и готовая к любым будущим разработкам. SDPM вместо накопителей NVRAM, что освобождает передние отсеки для данных и устраняет зависимость от единой технологии постоянной памяти. iDRAC, блоки питания PowerEdge и резервные батареи Dell вместо устаревших компонентов EMC, что означает, что PowerStore теперь пользуется теми же преимуществами в плане обслуживания и цепочки поставок, что и остальная часть корпоративного портфеля Dell. А унифицированный подход по умолчанию в сочетании с возможностью поддержки носителей TLC или QLC в одной модели без снижения производительности упрощает процесс покупки, что важно для платформ, которые должны обслуживать разнообразные рабочие нагрузки в одном стеке.
Мы с нетерпением ждём возможности провести больше времени с платформой в нашей лаборатории и посмотреть, как аппаратное обеспечение Gen 3 сочетается со всем программным обеспечением PowerStoreOS 5.0 . Это программное обеспечение уже выпущено в общедоступной версии, и наш подробный обзор PowerStoreOS 5.0 расскажет о его новых возможностях. Автономная обработка данных, структурированные метаданные для высокопроизводительных QLC-хранилищ, телеметрия на уровне ввода-вывода и динамическое совместное использование ресурсов блоков и файлов — все это улучшения, которые накапливаются со временем на шасси с таким большим запасом производительности. Именно это сочетание, совместное развитие аппаратного и программного обеспечения, и даёт этому релизу название Elite.
Страница продукта PowerStore
Данный отчет подготовлен при поддержке компании Dell Technologies. Все мнения и взгляды, выраженные в этом отчете, основаны на нашем объективном взгляде на рассматриваемый продукт (продукты).
Amazon